3 Mart 2014
Farklı elektrot kaplamalar elektrokimyasal, kimyasal ve mekanik özellikleri değişiklikler yoluyla sinir kayıt performansını etkileyebilir. In vitro elektrot karşılaştırması, ancak in vivo yanıt karşılaştırılması tipik olarak elektrot / nöron mesafede ve hayvanlar arasında farklılıklar ile komplike nispeten basittir. Bu makalede, nöral kayıt elektrotları karşılaştırmak için sağlam bir yöntem sağlar.
Bu prosedürün genel amacı, akut nöral kayıt için en iyi elektrodu güvenilir bir şekilde belirlemektir. Bu, ilk olarak çıplak elektrotların bu durumda organik iletken polimerlerin biriktirilmesi yoluyla modifiye edilmesiyle gerçekleştirilir. İkinci adım, kaplamaların in vitro özelliklerinin test edilmesidir.
Daha sonra, elektrotlar akut nöral kayıt için bir sıçan hayvan modeline yerleştirilir. Son adım, biyo stabilitelerini belirlemek için elektrotları in vitro olarak yeniden test etmektir. Sonuç olarak, nöral implantların temel kimyasal ve fiziksel özelliklerini belirlemek için elektrofizyoloji ve elektrokimya dahil olmak üzere bir dizi analitik teknikle farklı elektrotların karşılaştırılması kullanılır.
Bu yöntem, yeni beyin makine arayüzlerinin geliştirilmesinde, hangi temel elektrot özelliklerinin sinyal gürültü oranını ve inq-biyo kararlılığını iyileştirebileceği gibi temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Sime ve Morgan bu prosedürde bana yardımcı olacaklar. Bu prosedüre, üretanın IP enjeksiyonu ile bir sıçanı uyuşturarak başlayın.
Ayak parmağını kıstırma geri çekilme refleksini test ederek anestezinin başlamasını sağlayın. Anestezi yeterli değilse, ek dozlarda üretan uygulanmalıdır. Sonra, farenin başını tıraş edin.
Homeo temalı bir tabağa yüzüstü pozisyonda yerleştirin. Ardından, homeo tematik plakayı 37.5 santigrat derecede tutmak için bir rektal prob yerleştirin. Daha sonra, bir kulak çubuğunu stereotaksik çerçeve içinde yaklaşık olarak beklenen son konuma yerleştirin ve kulak çubuğunu dış akustik akustiğe yerleştirmek için hayvanı ayarlayın.
Ardından ikinci kulak çubuğunu hizalayın ve karşı dış akustik mitosun içine yerleştirin. Bundan sonra, kulak çubuklarını diş tutucu ile hizalamak için hayvanı konumlandırın. Hayvanın çenesini bir çift sıçan dişi forseps ile açın.
Üst kesici dişleri diş tutucunun üzerine asın ve burnu yerine sıkıştırın. Daha sonra başın derisinde, orta hattın sağında yaklaşık bir milimetre ve 10 milimetre rostral ila 10 milimetre arasında bir kesi yapın. Lambda tokmağı, cildi ve kası insizyondan yanal olarak geri çeker.
Parietal ve inter parietal kemikleri ortaya çıkarmak için, açıkta kalan kemiğin yüzeyini% 20 hidrojen peroksit çözeltisi ve mikroskop altında bir gazlı bez ile ovalayın. Parietal kemikler arası kemikte Lambda'ya ve orta hatta mümkün olduğunca yakın yaklaşık üç milimetre karelik bir delik açın. Elektroda zarar verebilecek kemik, toz veya parçaları temizlemek için deliği steril tuzlu suyla yıkayın.
Bundan sonra, künt, künt makasla boynun tırnağının altına diseksiyon yapın. Bir boşluk oluşturmak için, gümüş, gümüş klorür telini pamuk yünü ile sarın ve tuzlu su ile doyurun. Ardından referans elektrodu boşluğa yerleştirin.
Daha sonra, sagital düzlemde dura mater'de bir kesi yapın. Bir iğnenin ucunu kullanarak elektrot dizisini elektrot manipülatörüne takın. Ardından, 19 derecelik bir Ros coddle açısı ile açıklık üzerindeki konumunu ayarlayın.
Elektrodu manuel olarak beyne yaklaşık iki milimetre inferior kolusa doğru yerleştirin. Ardından hoparlörü sol içi boş kulak çubuğuna takın. Emin olun amplifier açık.
Bundan sonra, kayıt odasının kapısını kapatın. Şimdi beyaz gürültü patlamaları sağlayın. Seri çekimlerin teslim edilmesi gereken maksimum hız, her 200 milisaniyede bir seri çekimdir.
Aynı zamanda, motorlu mikro sürücüyü kullanarak her bir elektrot üzerindeki aktiviteyi izleyin. Elektrot dizisini, her bir şafttaki en distal üç elektrotta akustik olarak sürülen aktivite kaydedilene kadar yavaşça yerleştirin. Ardından, 70 desibelde bir saniyelik tekrarlama oranıyla 50 milisaniyelik beyaz gürültü patlamalarının 300 tekrarını kullanarak akustik stimülasyon protokolünü gerçekleştirin ve her elektrottaki çok birimli aktiviteyi 24,4 kilohertz örnekleme hızında kaydedin.
Her bir elektrotu, ilk kayıt konumundan daha distal elektrot ile kabaca aynı konuma yerleştirmek için elektrot dizisini 200 mikron daha yavaşça inferior colliculus'a yerleştirin. Ardından akustik stimülasyon ve nöral kayıt protokolünü tekrarlayın. Elektrot dizisini yüz mikronluk adımlarla yerleştirmeye devam edin ve tüm elektrotlar en az üç konumdan akustik olarak yönlendirilen aktiviteyi kaydedene kadar akustik stimülasyon ve nöral kayıt protokolünü gerçekleştirin.
Daha sonra, elektrot dizisini 200 mikronluk adımlarla geri çekin ve ilk elektrot dizisi konumuna ulaşılana kadar akustik stimülasyon ve nöral kayıt protokolünü gerçekleştirmeye devam edin. Ardından elektrot dizisini manuel olarak dikkatlice geri çekin. Bu prosedürde, herhangi bir kontaminasyonu gidermek için elektrot dizisini damıtılmış suyla nazikçe durulayın.
Ardından elektrot dizisini potansiyel bir duruma bağlayın. Elektrot dizisini dikkatlice test çözeltisine yerleştirin ve cl. Ardından, potansiyel statı kullanarak sayacı ve referans elektrotlarını potansiyel stata bağlayın.
Tüm elektrotlarda sıralı elektrokimyasal empedans spektroskopisi ve döngüsel vol telemetri gerçekleştirin. Her test arasında bir saniyelik sessiz bir süre kullanılır. 32 elektrotun tümü, bir saatlik tam test oturumu için çözelti ile temas halindedir.
Daha sonra, elektrot dizisini test solüsyonundan çıkarın ve deiyonize su ile nazikçe durulayın. Elektrot dizisini 24 saat boyunca enzimatik bir temizleme solüsyonuna yerleştirin. Ardından, elektrot yüzeyinin hasar görmesini ve bozulmasını önlemek için probu kuru bir koruyucu kapta saklamadan önce prosedürleri tekrarlayın.
Bu şekil, inferior colliculus'ta 70 desibelde 300 tekrar, sıfır mikronda beyaz gürültü ve 800 mikron yerleştirme derinliklerinde ortalama 70 elektrotta ölçülen peri uyaran zaman histogramını göstermektedir. Kaplanmış elektrotlar yıldızla gösterilir ve bu şekil, inferior colliculus'ta sıfır mikron ve 800 mikron yerleştirme derinliklerinde 70 desibel beyaz gürültü patlamaları ile her elektrotta ölçülen akış verilerini gösterir. Kodlanmış elektrotlar yıldız işareti ile gösterilir.
Elektrot dizisinin inferior kollikulusa yerleştirilmesi ve geri çekilmesi sırasındaki sinyal-gürültü oranı burada gösterilmiştir. 70 desibel. Temsili kaplamasız elektrottaki beyaz gürültü, kesikli çizgi ile gösterilir ve iletken polimer kaplı elektrot, burada gösterilen katı çizgi ile gösterilir, iletken bir polimer kaplı üzerinde 40 ila 70 desibel arasında farklı ses basıncı seviyeleridir. Bu protokolü takiben.
X-ışını foto elektron spektroskopisi ve kütle spektrometresi gibi diğer yöntemler, bir elektrot yüzeyine emilen farklı protein türlerini ve farklı malzemelerin bunları nasıl etkileyebileceğini anlamak için uygulanabilir.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Bu makale, nöral kayıt işlemleri için kullanılan farklı elektrot kaplamalarını değerlendirme yöntemini sunmaktadır. Bu kaplamaların elektrokimyasal, kimyasal ve mekanik özellikler üzerindeki etkilerini vurgularken, in vivo karşılaştırmaların beraberinde getirdiği zorlukları tartışmaktadır.
Sinir kayıt elektrotlarının sistematik elektrokimyasal ve elektrofizyolojik değerlendirmesi, nöroteknoloji Ar-Ge'si için rasyonel implant seçimi ve malzeme optimizasyonundaki kritik bir boşluğu doldurmaktadır. Bu protokol, in vitro ve in vivo performans metriklerini ilişkilendirerek elektrot tasarımındaki öngörücü güveni artırır ve sinir arayüzü süreçlerinde riske göre ayarlanmış ilerleme kararlarını destekler. Bu yaklaşım, kurumsal ekiplerin translasyonel ve preklinik geliştirme ile ilgili kantitatif, tekrarlanabilir verilere dayanarak elektrot adaylarına öncelik vermesini sağlar.
Bu protokol, nöral arayüz geliştirme sürecinde erken keşif aşamasından aday belirleme ve preklinik doğrulamaya kadar olan süreçleri entegre etmektedir.